天文学家测量系外行星一天的长度

该艺术家的视线显示了绕着年轻恒星Beta Pictoris运行的行星。该系外行星是第一个测量其旋转速度的行星。它每天八小时的赤道旋转速度为100,000公里/小时，比太阳系中的任何行星都要快得多。

天文学家利用ESO超大型望远镜的数据首次测量了系外行星一天的长度，这表明Beta Pictoris b上的一天仅持续8个小时。

ESO的超大型望远镜（VLT）的观测首次确定了系外行星的旋转速度。已经发现Beta Pictoris b只能持续八小时。这比太阳系中的任何行星都要快得多-它的赤道以每小时近100,000公里的速度运动。这一新结果将太阳系中看到的质量与自转之间的关系扩展到系外行星。类似的技术将使天文学家将来可以使用欧洲超大型望远镜（E-ELT）详细绘制系外行星的地图。

系外行星Beta Pictoris b绕着裸眼恒星Beta Pictoris [1]，[2]旋转，后者位于Pictor（画家的画架）南部，距地球约63光年。这颗行星是在将近六年前发现的，是最早被直接成像的系外行星之一。它绕其主恒星运行的距离仅为地球与太阳之间距离的八倍（eso1024）-使其成为有史以来最接近直接成像的系外行星[3]。

来自莱顿大学和荷兰空间科学研究所（SRON）的荷兰天文学家团队使用VLT上的CRIRES仪器现在发现，系外行星Beta Pictoris b的赤道旋转速度接近每小时100,000公里。相比之下，木星的赤道时速约为47,000公里[4]，而地球的时速仅为每小时1700公里[5]。Beta Pictoris b的体积是地球的16倍以上，质量是地球的3000倍，但地球上的一天仅持续8个小时。

合著者伦科·德·科克（Remco de Kok）说：“尚不清楚为什么有些行星旋转得快而另一些行星旋转得慢，但是对系外行星自转的首次测量表明，在太阳系中看到的趋势表明，质量更大的行星旋转得更快。 ，对于系外行星也成立。这一定是行星形成方式的普遍结果。”

Beta Pictoris b是一个非常年轻的星球，只有大约2000万年的历史（相比之下，地球只有45亿年的历史）[6]。随着时间的流逝，系外行星有望冷却和收缩，这将使其旋转得更快[7]。另一方面，可能会发生其他改变星球自转的过程。例如，由于与月球的潮汐相互作用，地球的自旋随着时间的推移而减慢。

该序列以广阔的南部天空为视角，最后以Pictor（艺术家的画架）星座中的明亮恒星Beta Pictoris结束。这颗年轻的恒星被尘土飞扬的圆盘围绕着，还被一颗大行星围绕着运行，这是第一个测量到其自转的系外行星。它的赤道自转速度接近100,000公里/小时，比太阳系中的任何行星都要快得多。

天文学家利用一种称为高分散光谱的精确技术将光分成其组成颜色-光谱中的不同波长。多普勒效应（或多普勒频移）的原理使他们能够利用波长的变化来检测行星的不同部分相对于观察者以不同的速度和相反的方向运动。通过非常仔细地消除亮得多的母星的影响，他们能够从行星中提取出旋转信号。

主要作者伊格纳斯·斯内伦（Ignas Snellen）说：“我们已经测量了行星发出的辐射的波长，精确到十万分之一，这使得测量对多普勒效应敏感，后者可以揭示发射物体的速度。”“使用这项技术，我们发现行星表面的不同部分以不同的速度朝向或远离我们移动，这仅意味着行星围绕其轴旋转”。

这项技术与多普勒成像技术密切相关，多普勒成像技术已经使用了数十年，用于绘制恒星的表面，最近还绘制了一个棕色矮星的图像[8]-Luhman 16B。Beta Pictoris b的快速旋转意味着将来有可能制作地球的全球地图，显示可能的云模式和大风暴。

“这项技术可用于更大的系外行星样品，具有E-ELT的出色分辨率和灵敏度以及成像高色散光谱仪。借助计划中的中红外E-ELT成像仪和光谱仪（METIS），我们将能够制作出系外行星的全球地图，并利用这种技术来表征比Beta Pictoris b小得多的行星。”伯恩哈德·布兰德尔（Bernhard Brandl）

笔记

[1] Beta Pictoris还有许多其他名称，例如HD 39060，SAO 234134和HIP 27321。

[2] Beta Pictoris是被尘土飞盘包围的恒星中最著名的例子之一。现在已知该圆盘延伸到地球和太阳之间的距离的大约1000倍。在eso0842，eso1024和eso1408中报告了Beta Pictoris行星的早期观测结果。

[3]这些观测结果利用自适应光学技术来补偿地球的大气湍流，这可以使即使在世界上最好的天文学场所也能获得的图像发生畸变。它使天文学家可以创建超清晰的图像，几乎与从太空中看到的图像一样好。

[4]由于木星没有固体表面可用来确定行星的自转速度，因此我们以其赤道大气的自转速度为每小时47,000公里。

[5]地球在赤道处的旋转速度为每小时1674.4公里。

[6]较早的测量表明该系统较年轻。

[7]这是角动量守恒的结果，并且与使旋转的溜冰者将手臂靠近身体时更快转动的效果相同。

[8]褐矮星通常被称为“失败的恒星”，因为它们与太阳之类的恒星不同，它们的质量不足以维持核聚变反应。

出版物：Ignas A. G. Snellen等人，“太阳系外行星Pictorisb的快速旋转”，《β自然》 509，63-65（2014年5月1日）； doi：10.1038 / nature13253

研究报告的PDF副本：年轻的太阳系外行星的快速自转

图像：ESOL.Calçada/ N。Risinge